第3章(4)凍土地貌

1、主講：鄭永宏主講：鄭永宏E-mail: E-mail: 武漢大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院武漢大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院 在極地及其附近地帶，在中低緯高山、高原地區(qū)，地溫常是零度或零度以下，降水少，缺少冰雪覆蓋，土層上部常發(fā)生周期性的融凍，土層下部形成多年不化的凍結(jié)層，這樣的土稱(chēng)為多年凍土或者永凍土。 凍土地區(qū)的主要外力作用是融凍作用，以融凍作用為主形成的地貌就稱(chēng)為凍土地貌。 全球多年凍土有3500萬(wàn)km2 ，占陸地表面24%。 341 凍土和融凍作用 1.凍土的基本性態(tài)凍土是指溫度保持0以下,含有冰的土層或巖層.溫度很低而不含冰的土層,不能稱(chēng)為凍土,只能叫低溫寒土。 根據(jù)凍結(jié)時(shí)間的長(zhǎng)短，凍土可分為季節(jié)性

2、凍土和多年凍土（又稱(chēng)永凍土）。2.凍土的分布 在水平方向上，自高緯到中緯，多年凍土的埋藏深度逐漸增加，其厚度則不斷減小，由連續(xù)多年凍土帶過(guò)渡為不連續(xù)多年凍土帶、乃至季節(jié)凍土帶。 凍土在垂直方向上即在高山、高原地區(qū)的分布，主要是受海拔高度的控制。海拔愈高，凍土埋藏愈淺，厚度愈大。 凍土的分布、埋深及厚度，除受緯度和高度的影響與控制，具有明顯的緯度和高度地帶性外，還受海陸分布、巖性特點(diǎn)、地形條件和植被等許多非地帶因素的影響。所以，凍土的分布還有區(qū)域性特點(diǎn)。3.凍融作用 冰凍風(fēng)化（也稱(chēng)凍融風(fēng)化）則指土層或巖層裂隙中的水，在冬季或夜晚溫度下降發(fā)生凍結(jié)時(shí)把巖石脹裂，并因凍結(jié)膨脹產(chǎn)生壓力而把巖石壓碎成塊石

3、和更細(xì)的物質(zhì)。是凍土區(qū)一種最普遍的凍融作用形式。 冰凍擾動(dòng)（也稱(chēng)融凍擾動(dòng)）多年凍土活動(dòng)層內(nèi)發(fā)生，因受凍脹擠壓而引起的一種土層結(jié)構(gòu)的塑性變形現(xiàn)象。 凍融泥流是指凍土層上部解凍時(shí)，融化的水使松散土層達(dá)到飽和狀態(tài)，在重力作用下，而發(fā)生沿斜坡蠕動(dòng)的現(xiàn)象。342 凍土地貌形體1.石海與石河（1）石海：在較平坦的、排水較好的山頂或和緩的山坡上，凍融風(fēng)化作用形成的石塊，直接覆蓋在基巖面上，這種布滿塊石的地面稱(chēng)為石海。 氣溫經(jīng)常在0上下波動(dòng),日較差較大,并有一定的濕度,使巖石沿節(jié)理反復(fù)寒凍崩解; 地形較平坦,地面坡度小于10度,可使寒凍崩解的巖塊不易移動(dòng)而保存在原地; 堅(jiān)硬而富有節(jié)理的塊狀巖石,如花崗巖、玄武

4、巖和石英巖等，在寒凍作用下常崩解成大塊的巖石得以保留在原地。而硬度小，節(jié)理不發(fā)育的沉積巖，如砂巖和頁(yè)巖，經(jīng)寒凍作用崩解成粒徑較小的碎屑物，它們易被冰雪融水等地表徑流沖走，或以融凍泥流方式順坡下移，不易就地保存。 石海形成后，組成石海的大石塊很少移動(dòng)。（2）石河（石川）：在不太陡的淺溝或谷地里，大量?jī)鋈陲L(fēng)化塊石，在重力作用下，沿著下伏的濕潤(rùn)土層面，徐徐向下滑動(dòng)，呈線狀的塊石群體，稱(chēng)為石河。石河運(yùn)動(dòng)多發(fā)生在春季以后的升溫時(shí)期，因在這時(shí)其下伏的土層開(kāi)始解凍，變成濕潤(rùn)的土體，濕潤(rùn)的土層面便成為塊石運(yùn)動(dòng)的滑動(dòng)面。 石河停止運(yùn)動(dòng)，是氣候轉(zhuǎn)暖的標(biāo)志之一 石 河2.構(gòu)造土 構(gòu)造土又稱(chēng)多邊形土、幾何形土或冰凍結(jié)

5、構(gòu)土，是凍土層表面物質(zhì)在凍融作用和凍融脹力推擠的影響下，運(yùn)移、分選而成的一定幾何形態(tài)的構(gòu)造和微地貌現(xiàn)象。它是多年凍土的地貌標(biāo)志之一。 構(gòu)造土主要有石質(zhì)多邊形土或石環(huán)等多種形式多 邊 形 土石環(huán)石環(huán)在水平面上，如果石質(zhì)多邊形體之間互不接觸時(shí)，多邊形體的石鏈就會(huì)加寬，最后形成趨近于圓形的石環(huán)。由于形成石環(huán)必須要有一定比例的細(xì)粒土（一般不少于總體積的25%35%），并且土層還要有較充足的水分，所以石環(huán)多發(fā)育在平坦?jié)駶?rùn)地帶，如河漫灘、洪積扇邊緣。 冰核丘（凍脹丘）：在凍土地區(qū)，凍土層的凍融層中所含的水分，又在地下慢慢凝聚凍成冰體冰透鏡體，由于凍結(jié)膨脹作用使土層產(chǎn)生鼓脹隆起。 冰核丘多為球體、橢球體，頂

6、部扁平，周坡較陡，可達(dá)400500。 冰核丘的形成是由于土層中所含水分不均勻所致，在凍結(jié)深度小的地方把地面脹鼓起來(lái)。 一般一年生的冰核丘規(guī)模較小，高數(shù)厘米至數(shù)米；多年生的冰核丘高可達(dá)十余米至數(shù)十米，直徑3070m 青藏公路昆侖山埡口的冰核丘高約20m,長(zhǎng)徑70 80m,短徑30 40m,還在不斷發(fā)展中。l冰丘：是在寒冷季節(jié)溢出凍結(jié)地表的地下水和冒出冰面的河湖水，經(jīng)凍結(jié)后重新形成的冰丘體。l冰丘主要是由土層凍結(jié)后產(chǎn)生的承壓水，從薄弱地方或從裂隙冒出地表和冰面，再凍結(jié)而形成的。凍 脹 丘 熱融地貌又叫熱力喀斯特地形，是指凍土層上部局部融化而產(chǎn)生的各種負(fù)地形。是因溫度升高，地下水融化引起地面塌陷所形成的各種洼地。這種塌陷過(guò)程類(lèi)似Karst過(guò)程，而塌陷原因與溫度有關(guān)，故又稱(chēng)熱融Karst洼地。 在凍土地區(qū)，由于氣候轉(zhuǎn)暖或人為作用（砍伐森林、開(kāi)墾荒地、開(kāi)挖水溝、鏟除草皮等），破